How does the electric field make a droplet exhibit the ejection and rebound behaviour on a superhydrophobic surface?

电场 机械 材料科学 毛细管作用 缩放比例 联轴节(管道) 物理 复合材料 几何学 数学 量子力学
作者
Ye Tian,Hong Wang,Xin Zhou,Zhenting Xie,Xun Zhu,Rong Chen,Yudong Ding,Qiang Liao
出处
期刊:Journal of Fluid Mechanics [Cambridge University Press]
卷期号:941 被引量:20
标识
DOI:10.1017/jfm.2022.234
摘要

A droplet impinging on a superhydrophobic substrate in an electric field is an important process in droplet manipulation and electrostatic spraying. Here, the entire impinging dynamic of the droplet in a vertical electric field is studied by a visualization experiment and numerical simulation with OpenFOAM. We investigate the effect of an electrostatic force on droplet impact in depth, where four ejection modes and three rebound modes are found experimentally. In particular, the filamentous ejecting phenomenon occurs after a droplet impinging on a superhydrophobic substrate is first discovered. In the numerical simulation, the strong coupling between the dynamic distribution of the interface electric charge and the evolution of the droplet profile can lead to different ejection modes, and the different ejection behaviours are caused by the combined effects of electrostatic pressure, capillary pressure, dynamic pressure and static pressure on the droplet apex. A charge scaling law for the ejection droplets is proposed. Furthermore, a set of theoretical models is established, which can successfully predict the threshold electric capillary number for different droplet ejection modes. The results reveal some important characteristics for a droplet impinging on a superhydrophobic surface in an electric field, which could facilitate the design of electrically operated droplet equipment and guide the safe and stable operation of the device.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
2秒前
wumin发布了新的文献求助10
3秒前
lucky完成签到 ,获得积分10
3秒前
xxme77完成签到,获得积分10
3秒前
爱吃的月半猫完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
张垚发布了新的文献求助10
4秒前
daisy完成签到,获得积分20
4秒前
做完实验好毕业完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
xxme77发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
奥氏发布了新的文献求助10
6秒前
日暮倚修竹完成签到,获得积分10
7秒前
ham发布了新的文献求助10
8秒前
Xavier发布了新的文献求助10
9秒前
Jasper应助天成采纳,获得10
9秒前
烨无殇完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
brain_drJ发布了新的文献求助10
10秒前
啦11完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
小马甲应助库里采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
shuai发布了新的文献求助10
12秒前
Archie应助121采纳,获得10
13秒前
晚睡是小狗应助121采纳,获得10
13秒前
sa1t发布了新的文献求助20
13秒前
哟梦发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
勤劳尔丝完成签到 ,获得积分10
14秒前
隐形曼青应助娇气的亦云采纳,获得10
15秒前
15秒前
烟花应助残剑月采纳,获得10
15秒前
英姑应助怡然的送终采纳,获得10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6024707
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7657935
关于积分的说明 16177086
捐赠科研通 5173098
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2767934
邀请新用户注册赠送积分活动 1751347
关于科研通互助平台的介绍 1637555